напряжения дуги, с тем чтобы увеличить или уменьшить ток дуги. Обнаружено, что быстрые изменения импеданса дуги могут очень эффективно компенсироваться этим способом.
2. В течение более длительного промежутка времени вышеупомянутый способ управления приводит к дрейфу напряжения дуги относительно требуемого значения (напряжения дуги, которое дает наилучший выход нужных ионов). Следовательно, необходимо иметь второй, более медленный способ управления, с помощью которого устанавливается ток нити, соответствующий требуемому напряжению дуги при требуемом токе дуги. В устройстве PI 9000 этот способ реализуется с использованием компьютера.
3. Третий способ управления, также реализуемый с помощью компьютера, обеспечивает управление током пучка, направляемого на мишень, и поддержание его заданного значения. Этот способ управления осуществляется в PI 9000 либо непосредственным управлением тока дуги, либо использованием отверстия с регулируемой шириной.
При помощи вышеупомянутых способов может быть получен чрезвычайно стабильный, свободный от шумов пучок со степенью определенности параметров, необходимой в полностью автоматизированном ионном имплантере.
9.7. РАБОЧИЕ МАТЕРИАЛЫ
Выбор рабочих материалов определяется множеством факторов. Если главное требование — высокий выход, то в первую очередь выбирают одноэлементный материал с подходящими химическими свойствами и давлением пара. Альтернативой являются химические соединения, но доля требуемых частиц на выходе ионного источника неизбежно снижается. Если требуется получать различные типы ионов без смены ионного источника, то газы имеют преимущество перед твердыми рабочими материалами. Еще один фактор, который может влиять на выбор рабочего материала, — его влияние на эмиссионные свойства поверхности нити. Это влияние может быть физическим (например, активация или дезактивация электронной эмиссии, вызванная конденсацией материала на поверхности нити) или химическим, когда происходит эрозия или разбухание. На рис. 9.10 [16] представлен пример дезактивации и разбухания нити при использовании в качестве рабочего материала трихлорида бора, находящегося в избытке. Активация могла бы показаться выгодной, позволяющей работать при более низкой температуре нити, но на практике баланс между осаждением активирующих компонентов и их удалением вследствие
220
Глава 9
a
б
в
Рис. 9.10. Нити фримановского ионного источника, а - неиспользованная нить; б - нить после короткой работы с избытком BCl3 в разрядной камере; в - нить после непрерывной 35-ч работы (при токе ионов В+ 1 мА) с правильным давлением пара BCl3.
испарения и(или) распыления может привести к неустойчивому поведению.
При выборе подходящего рабочего материала важно убедиться, что температура дуговой камеры достаточно высока, чтобы предотвратить конденсацию рабочего вещества и последующее отслаивание, которое может привести к неустойчивому поведению. Иногда это невозможно. Хороший пример — элементы платиновой группы, которые имеют относительно низкое давление пара и у которых отсутствуют подходящие химические соединения. Наилучшее решение — использовать источник, основанный на распылении (см. рис. 9.3, д). В этом случае осаждение неиспользованного рабочего материала неизбежно.
Когда подходящее соединение существует, но химические свойства или устойчивость делают его неудобным для использования, материал может быть синтезирован в ионном источнике. Хороший пример — хлорирование нагретых окислов с использованием пара четыреххлористого углерода [17]. Испаритель становится химическим реактором, и химически активный газ пропускается над нагретым твердым веществом (или через него). Точная установка температуры обычно необязательна.
В этой главе не предполагалось охватить всю совокупность рабочих материалов. За детальной информацией читатель может обра-
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.